Основы криминалистического исследования материалов, веществ и изделий из них

Научно-техническое исследование, проводимое специалистом по заданию сотрудника оперативного аппарата, и экспертное исследование, проводимое но постановлению следователя или определению суда, применительно к веществам и материалам, как правило, начинается с проведения морфологического анализа, т.е. с изучения внешнего и внутреннего строения конкретных физических тел — осколков стекла и пластмассы, кусочков металла, фрагментов лакокрасочного покрытия, обрывков нитей, единичных текстильных волокон и т.п. Морфологический анализ может быть качественным и сводиться к описанию выявленных элементов пространственной структуры изучаемого объекта (методы морфоскопии). При количественном же анализе проводится измерение определенных параметров этой структуры (методы морфометрии), например определяется толщина слоев лакокрасочного покрытия при исследовании поперечного среза или шлифа, размеры включений в материалах слоев.

Наиболее распространенными методами морфоанализа в КИВМИ являются микроскопические. В экспертной практике используются и оптические микроскопы, изображение в которых образуется за счет взаимодействия с объектом ультрафиолетовых, видимых или инфракрасных лучей, и микроскопы электронные для работ, связанных с взаимодействием объекта с пучком электронов, и микроскопы рентгеновские, которые в практике экспертизы используются лишь эпизодически (рис. 27).

1.1. ОПТИЧЕСКАЯ МИКРОСКОПИЯ И МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

Оптическая микроскопия в криминалистическом исследовании веществ, материалов и изделий используется в различных вариантах: анализ в проходящем свете методами светлого и темного поля, фазового контраста; анализ в поляризованном свете; наблюдение люминесценции в ультрафиолетовых лучах и др.

Рис. 27. Схема микроскопических методов исследования веществ и материалов

Методы оптической микроскопии предполагают использование оптических микроскопов различной конструкции. Конструктивные отличия обусловливают различие свойств микроскопов, их возможностей в исследовании объектов. В связи с этим микроскопические методы принято различать по виду используемого микроскопа, по виду физического явления, используемого в микроскопе. В практике КИВМИ наибольшее применение нашли следующие виды микроскопов:

• биологический;

• металлографический;

• сравнительный;

• поляризационный;

• люминесцентный;

• ультрамикроскоп;

• интерференционный.

Микроскопы бинокулярные стереоскопические (МБС)[97] являются классическими и содержат минимально необходимый комплект органов управления и выполняемых функций. Данные микроскопы имеют по одному объективу, по несколько сменных окуляров с различным увеличением и по две осветительные системы (на отражение и пропускание). Он позволяет получать объемное изображение объекта, исследовать его в отраженных и проходящих видимых лучах при сравнительно небольших увеличениях (до 100^×), фотографировать при помощи микрофотонасадки и проводить измерения линейных величин. Отличительной характеристикой указанных микроскопов является большое рабочее расстояние (расстояние между поверхностью объекта и фронтальной — расположенной ближе к объекту — линзой объектива, что позволяет исследовать объекты достаточно большой толщины, например осмотреть рабочую поверхность предполагаемого орудия взлома с целью обнаружения частиц материалов взломанной преграды. Кроме того, немаловажно, что исследование с использованием подобных микроскопов не требует предварительной подготовки объектов.

Биологические микроскопы. Биологический микроскоп общего назначения «Биолам», большой исследовательский «МБИ-15» и другие представляют наиболее распространенную группу моделей приборов. Микроскопы этой группы предназначены для исследования таких прозрачных и полупрозрачных объектов КИВМИ, как, например, текстильные волокна, частицы наркотиков растительного происхождения, волокна бумаги и пр. Поэтому исследования в основном проводят в проходящем свете в светлом и темном поле. В конструкции рабочего стола микроскопа предусмотрен конденсор проходящего освещения — собирающая линза. Исследование объектов можно также проводить и в отраженном свете с помощью автономного осветителя. Оптическая система микроскопа часто содержит лишь один окуляр; исследуемые объекты не требуют большой глубины резкости, так как их исследование проводится в виде микропрепаратов[98]. В конструкции микроскопа, как правило, предусматривается несколько сменных объективов, позволяющих изменять увеличение. Для удобства работы сменные объективы монтируют на револьверной головке. Увеличение, даваемое подобными микроскопами, доходит до нескольких тысяч крат.

При исследовании микропрепараты требуют перемещения под объективом. Для этой цели микроскопы снабжены препаратоводителем, позволяющим перемещать объект по ортогональным осям и поворачивать вокруг своей оси. Механизм препаратоводителя имеет измерительные шкалы с нониусами (подобно штангенциркулю), что повышает точность перемещения объекта до десятых долей миллиметра и до долей угловой минуты.

Конструкция микроскопа позволяет вести фотографирование объектов с помощью микрофотонасадок типа МФН.

Металлографические микроскопы предназначены для исследования микроструктуры металлов и сплавов. При проведении металлографических исследований, как правило, применяют предварительную пробоподготовку, которая заключается в подготовке шлифов с последующим травлением соответствующими растворами или без него.

При металлографических исследованиях обычно определяют структуру сплавов, наличие фаз, их соотношение, сочетание, форму зерен, их размер, характер выделившихся фаз и т.п. По изменениям, которые произошли в металле, можно достоверно судить о тех технологических особенностях, которые произошли с данным металлом. Например, сравнительное исследование как в зоне пожара, так и в отстоящем от очага месте позволяет судить о величине температуры и времени термического воздействия на металл.

По устройству металлографические микроскопы делят на вертикальные и горизонтальные. В вертикальном микроскопе, например МИМ-7, можно вести исследование в темном или светлом поле, при вертикальном или косом освещении, а также в поляризованном свете с увеличением от 60^× до 1440^×.

Еще один вид вертикального металлографического микроскопа — ММР-4 по конструкции и возможностям превосходит микроскоп МИМ-7. Достоинством микроскопа ММР-4 является применение револьверной головки, в которую вмонтированы шесть плана-хроматических объективов, поворот которой включает в оптическую систему тот или иной объектив. Кроме того, микроскоп имеет панкратическую систему линз, что позволяет изменять увеличение микроскопов в 2-3 раза без изменения фокусировки.

Типовым горизонтальным металлографическим микроскопом является МИМ-8М. Он имеет оптическую систему с увеличением при зрительном наблюдении от 100^× до 1350^× и от 45^× до 2000^×. Для проведения фотосъемки объекта предусмотрен специальный оптический канал, обеспечивающий высокую четкость изображения.

В настоящее время в лабораториях применяют более совершенную модель микроскопа — МИМ-9. В этом микроскопе могут быть использованы все способы освещения, а также автоматизированы управление мехом фотокамеры, подача предметного столика и отработка экспозиции.

Все металлографические микроскопы имеют штатные иммерсионные объективы, увеличивающие оптическое разрешение и позволяющие реализовать увеличение более 500^×.

Сравнительные микроскопы. Методы оптического наложения двух объектов в одном кадре нередко применяются в практике криминалистического исследования веществ, материалов и изделий при исследовании лакокрасочных покрытий, волокнистых и строительных материалов, почвы и пр. Устройством, позволяющим совмещать микроскопические трассы на объектах и фотографировать их, воссоздавать целое по линии разрыва, разлома, являются сравнительные микроскопы МС-51 и МСК-1. В отличие от МБС-10 эти микроскопы имеют два объектива и две осветительные системы.

Изображение объектов, расположенных под левым и правым объективами, сводится в одно единое изображение. Это же изображение снимают специальной камерой, встроенной в микроскоп. Линия раздела между двумя совмещаемыми изображениями перемещается.

Поляризационные микроскопы используются для исследования анизотропных объектов в поляризованном свете (проходящем и отраженном) и оснащены поляризатором для поляризации падающего на объект света, а также анализатором, анализирующим световой поток, прошедший или отраженный от исследуемого объекта. Это позволяет контрастировать бесцветные объекты, не окрашивая их химическими реактивами, т.е. не изменяя объекта. В остальном конструкция поляризационного микроскопа аналогична микроскопу МБС-10. Поляризатор располагают между осветителем и объектом, а анализатор за объектом.

Поляризационные микроскопы в КИВМИ предназначены, например, для исследования волокнистых материалов, обнаружения следов парафина в осалке пыжей патронов к охотничьим ружьям и т.д. Эта возможность возникает вследствие того, что подобные объекты изменяют плоскость поляризации света. Если падающему на объект свету придать определенную плоскость поляризации, то после прохождения или отражения от объекта разные области по-разному изменят плоскость поляризации, в результате чего в окуляре микроскопа будут иметь разную окраску.

Люминесцентные микроскопы оснащены излучателями, дающими излучение, которое заставляет люминесцировать изучаемые объекты и позволяют наблюдать их свечение. Явление люминесценции дает возможность выявлять морфологические особенности объекта, наблюдать микрообъекты, размер которых меньше разрешаемого оптикой расстояния, то есть неоднородности структуры объекта, которые находятся за пределами наблюдения обычного оптического микроскопа, например МБС-10.

Особенность люминесцентного микроскопа в том, что иногда для возбуждения люминесценции изучаемые объекты нужно обрабатывать определенными химическими составами — «активировать».

Ультрамикроскоп по своим характеристикам подобен люминесцентному микроскопу. Разница лишь в том, что обнаружение ультрамалых структурных неоднородностей основано на возникновении дифракционной картины на наблюдаемых частицах. Свечение, возникающее около частиц, естественно, также не позволяет определить их строение, размеры и форму, так как частицы таких малых размеров невозможно наблюдать при помощи обычного оптического микроскопа. Но появляется возможность выявить наличие частиц, определить их количество и концентрацию.

Ультрамикроскопы применяются для обнаружения и подсчета микроскопических и субмикроскопических частиц в газах, жидкостях и прозрачных твердых телах (например, частиц в запыленном воздухе, в загрязненной воде и др.), т.е. частиц, размеры которых лежат далеко за пределами разрешающей способности микроскопов с наибольшей апертурой. Ультрамикроскопы дают возможность судить только о наличии частиц размером до 2 нм.

Особенность интерференционного микроскопа состоит в том, что исследуемый объект создает в тонких, оптически разнородных слоях когерентные лучи, которые и формируют наблюдаемую и фотографируемую интерференционную картину. Нарушение целостности линий интерференционной картины свидетельствует о нарушении периодичности в кристаллической структуре объекта. Эти структурные нарушения настолько малы, что классическим оптическим микроскопом, например МБС-10, наблюдать их невозможно.

Микроскопические методы исследования веществ и материалов

Большое значение для получения контрастных и равномерно освещенных изображений в микроскопе имеет устройство его осветительной системы. В условиях естественного освещения вогнутое зеркало микроскопа позволяет создать равномерную освещенность препарата без использования дополнительных источников освещения. Такая освещенность часто бывает недостаточна. Поэтому пользуются искусственными источниками света, проецируя равномерно светящееся тело нити лампы на объект.

Для микроскопических исследований в качестве источника света используются лампы накаливания (проекционные, микролампы), электрическая дуга, дневной свет и т.п.

Наибольшее распространение в практике получила микроскопия в видимой зоне спектра. Структуру препарата, рассматриваемого через микроскоп, можно видеть лишь тогда, когда различные частицы препарата отличаются друг от друга и от окружающей среды по поглощению (отражению) света или по показателю преломления. Эти свойства обусловливают разность фаз и амплитуд световых колебаний, прошедших через различные участки препарата, т.е. контрастность изображения. Однако существуют такие объекты и задачи исследования, решение которых невозможно в рамках традиционных методов, поэтому были разработаны специальные методы. Техническая и методическая реализация этих методов очень сложна и требует специальных знаний и навыков. Рассмотрим некоторые специальные методы микроскопических исследований.

Для метода светлого поля в проходящем свете, используемого для исследования прозрачных объектов с включениями, характерно прохождение лучей из конденсора через препарат в объектив, что дает равномерно освещенное поле в плоскости изображения. Элементы структуры препарата частично поглощают и отклоняют падающий на них свет, что и обусловливает согласно теории Аббе возникновение изображения. Этот метод может быть полезен и при непоглощающих объектах, но лишь в том случае, когда они отклоняют или рассеивают освещающий пучок света настолько сильно, что значительная часть пучка не попадает в объектив.

Метод темного поля в проходящем свете применяется для получения изображений прозрачных непоглощающих, а поэтому и невидимых объектов при наблюдении в светлом поле. Пучок лучей из конденсора темного поля выходит в виде полого конуса и непосредственно в объектив не попадает. В поле зрения микроскопа на темном фоне видны светлые изображения мелких деталей, тогда как у крупных деталей видны только светлые края, которые рассеивают освещающие лучи. Изображение создается только светом, который рассеивается мелкоструктурными элементами препарата.

По такому изображению нельзя с полной определенностью делать заключение об истинном виде и форме элементов структуры. Конденсор темного поля требует применения предметного стекла, толщина которого не превышает 1-2 мм. Кроме того, конденсор должен быть хорошо центрирован относительно объектива.

Наиболее часто методы светлого и темного поля в проходящем свете используются в экспертном исследовании текстильных волокон, наркотических средств, частиц стекла и пластмасс, минеральных компонентов почвы и пр.

При методе светлого поля в отраженном свете освещение препарата производится сверху через объектив, который одновременно выполняет роль конденсора. Изображение, как и при проходящем свете, создается за счет того, что различные участки препарата по-разному отклоняют и отражают падающий на них свет.

К методу светлого поля относится и так называемый метод косого освещения. Он осуществляется путем смещения апертурной диафрагмы в направлении, перпендикулярном к оптической оси. В этом случае при соответствующем диафрагмировании можно создать боковое освещение препарата, благодаря чему изображение становится более контрастным. При предельно возможном косом освещении, как говорилось выше, достигается наибольшая разрешающая способность микроскопа в направлении смещения диафрагмы. Если сместить апертурную диафрагму еще дальше так, чтобы свет, направляемый на препарат, не попадал в объектив, то метод косого освещения превращается в метод темного поля.

Данный метод используется для изучения широкого круга вещественных доказательств: изделий из металлов и сплавов, лакокрасочных покрытий, текстильных волокон, материалов документов и пр.

Метод темного поля в отраженном свете осуществляется путем освещения препарата, например шлифа металла, сверху с помощью специальной кольцевой зеркальной системы, расположенной вокруг объектива и называемой эпиконденсором. Изображение же, как и при проходящем свете, создается только лучами, рассеянными объектом, тогда как лучи света, вышедшие из эпиконденсора и зеркально отразившиеся от поверхности объекта, в объектив не попадают. Поэтому для работы необходимо применять очень яркие источники света.

Метод фазового контраста имеет большое практическое значение, так как дает возможность получать контрастные изображения прозрачных и бесцветных объектов, почти невидимых при обычных методах микроскопии. К числу таких объектов относятся, например, осколки стекла, минералогические объекты. Метод основан на том, что даже при малом различии показателей преломления объекта и среды световая волна, прошедшая сквозь них, претерпевает разные изменения по фазе и приобретает фазовый рельеф. Темные и светлые места в фазово-контрастном изображении соответствуют различным показателям преломления в препарате (фазовый контраст), который с помощью специального электронного оптического устройства преобразуется в ослабление или усиление интенсивности света, прошедшего сквозь объект (то есть фазовый рельеф волны заменяется амплитудным рельефом). Так получается видимое изображение препарата.

Метод флуоресцентной или люминесцентной микроскопии. Данный метод использует явление люминесценции. Объект освещается излучением, возбуждающим люминесценцию (возможна специальная обработка флуоресцирующими красителями). При этом наблюдается цветная контрастная картина свечения, позволяющая выявить особенности объекта. Длинноволновое изображение препарата выделяется при помощи светофильтров.

Метод УФ-микроскопии позволяет увеличить предельную разрешающую способность микроскопа. Этот метод расширяет возможности микроскопических исследований за счет того, что частицы многих веществ и материалов, прозрачные в видимом свете, сильно поглощают УФ-излучение определенных длин волн и, следовательно, легко различимы в УФ-изображениях. Так, органические соединения имеют избирательное поглощение в ультрафиолетовой области спектра, благодаря чему они могут быть контрастными без окрашивания.

В методе УФ-микроскопии оптические узлы микроскопа должны быть изготовлены из кварцевого стекла, прозрачного для УФ-лучей. Изображение в УФ-микроскопии регистрируют либо фотографированием, либо наблюдают получаемую картину на люминесцирующем экране.

1.2. ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ

К числу развивающихся методов криминалистического исследования веществ и материалов относится электронная микроскопия — просвечивающая (трансмиссионная) и растровая. При изучении объектов методами просвечивающей микроскопии изображение получается за счет явлений, связанных с прохождением пучков электронов через ультратонкие срезы материала исследуемого объекта или через реплики из металлов или углерода, снятые с исследуемой поверхности, и. т.д. В растровом электронном микроскопе пучок электронов (электронный зонд) сканирует поверхность объекта и изображение получается за счет вторичных электронов, рассеяния первичных электронов и т.д.

Электронный микроскоп — прибор для наблюдения и фотографирования увеличенного до 10⁶ раз изображения объектов, в котором вместо световых лучей используются пучки электронов, ускоренных до больших энергий в условиях глубокого вакуума. Методы электронной микроскопии, по сравнению с оптической микроскопией, позволяют получать значительно большее увеличение, а также обладают большой разрешающей способностью, в тысячи раз превышающей разрешающую способность лучших оптических микроскопов.

Особенности исследования методом просвечивающей электронной микроскопии

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) обладает самой высокой разрешающей способностью, превосходя по этому параметру оптические микроскопы в несколько тысяч раз. Предел разрешения, характеризующий способность прибора отображать раздельно мелкие, максимально близко расположенные детали объекта, у ПЭМ составляет (2-3) · 10^-10 м.

Все методы препарирования, которые применяются в электронной микроскопии, можно разделить на методы оттенения объектов и методы реплик. Метод оттенения состоит в том, что в вакууме производится напыление на объект тонкого слоя металла, например платины, золота, хрома, или пленки углерода, что позволяет получить изображение высокого контраста. Оттенение применяется как к объектам минерального, так и органического происхождения. Метод реплик состоит в том, что поверхностная структура объектов отпечатывается на тонкой пленке, которая наносится на объект. Материалов для реплик существует очень много (нитроцеллюлоза, полистирол и т.д.). Как правило, полученные реплики оттеняются.

Просвечивающая электронная микроскопия позволяет исследовать объекты (вещественные доказательства) в виде: тонких срезов (например, волокон или лакокрасочных покрытий для исследования особенностей морфологии их поверхности с целью, например, установления времени эксплуатации автомобиля с соответствующим ЛКП); суспензий (например, загустителей пластических смазок или тонкодисперсных порошков); реплик (для исследования особенностей надмолекулярной структуры волокон или морфологии поверхности волокон).

Особенности проведения исследований с использованием растрового электронного микроскопа

Растровая электронная микроскопия (РЭМ) используется при исследовании поверхностей твердых тел. Размер изучаемого в каждый конкретный момент участка определяется сечением зонда (от 10 до 20 ангстрем). Чтобы получить информацию о достаточно большой площади объекта, дающей представление о ее морфологии, зонд заставляют сканировать заданную площадь по определенной программе. Полученный сигнал после усиления вызывает свечение кинескопа, развертка которого синхронна развертке луча в колонне микроскопа.

Возможность поворачивать и наклонять образцы, а также то обстоятельство, что изображение на экране воспринимается как трехмерное с большой глубиной резкости порядка 0,6-0,8 мм, делает растровую электронную микроскопию удобной при наблюдении топографии разнообразного физического рельефа. Растровая электронная микроскопия, позволяющая повысить глубину резкости почти в 300 раз (по сравнению с обычным оптическим микроскопом) и достигать увеличения до 200 000^×, широко используется в экспертной практике для изучения морфологических признаков самых разнообразных микрочастиц: металлов, лакокрасочных покрытий, волос, волокон, почвы, минералов и прочее.

При помощи РЭМ можно исследовать всевозможные объекты, в том числе объекты с плохой проводимостью. Чтобы наблюдать такие образцы, поверхность объекта покрывают тонким слоем металла (алюминия или золота) толщиной 30-40 нм, напыленного термическим способом в вакууме.

Тонкие детали микрорельефа на поверхности изделий, выявляемые методами растровой электронной микроскопии, позволяют решать задачи, связанные с особенностями механической обработки, условиями эксплуатации и хранения изделий из металлов и сплавов. Большая глубина резкости (0,5 диаметра поля зрения), значительный диапазон увеличений (от 10^× до 300 000^×) и высокая разрешающая способность РЭМ (0,3-1 нм) делают перспективным их использование для криминалистического исследования микрообъектов.

Некоторые модели растровых электронных микроскопов снабжены микроанализаторами (микрозондами), позволяющими проводить рентгепоспектральныи анализ элементного состава изучаемой частицы.

Растровые электронные микроскопы выпускаются в нескольких вариантах: стационарные большие (Stereoscan-180, РЭМ-100), средние (SSM-2, JSM-T20), малые настольные GSM-P15, SMS-1) и малогабаритные настольные (РЭМ MSM-5). При помощи РЭМ можно изучать объекты, размеры которых не превышают 10-38 мм в диаметре и 10 мм в высоту, и только на некоторых моделях допускается исследование более крупных, например в РЭМ «Stereoscan-180».

Недостатками электронной микроскопии являются ограниченные возможности исследования диэлектрических объектов, так как для проведения их исследования необходимо нанесение металлизации, что исключает возможность изучения расположенных на поверхности объектов-носителей микроследов.

1.3. РЕНТГЕНОСКОПИЯ

Высоковольтная рентгеноскопия (дефектоскопия) используется для исследования внутренних дефектов в изделиях из металлов и сплавов и других материалов с большой плотностью. С помощью мощных рентгеновских установок дефекты регистрируются либо на специальном экране, либо на рентгеновской пленке.

Низковольтная рентгеноскопия — просвечивание объектов рентгеновскими лучами с помощью маломощных портативных рентгеновских аппаратов или рентгеновских установок для рентгенофазового анализа. Изображение регистрируется на рентгеновской пленке контактным (например, документов) или дистанционным (например, ювелирных камней, наслоений частиц стекла, металлов, лакокрасочных покрытий на предметах одежды) методом.

Рентгеновская микроскопия позволяет за счет большого диапазона энергий изучать структуру самых различных объектов, от живых клеток до тяжелых металлов. Рентгеновские микроскопы по конструкциям делятся на проекционные, контактные, отражательные и дифракционные.

При исследовании веществ и материалов рентгеноскопические методы, которые относятся к интроскопическим, основанным на визуализации картины внутреннего строения объекта, применяется лишь эпизодически. Это вызвано тем, что основными объектами КИВМИ являются микрообъекты (микрочастицы и микроколичества веществ и материалов), вследствие чего необходимость в интроскопических методах анализа оказывается крайне незначительной.

В криминалистическом исследовании веществ, материалов и изделий широко используются методы и технические средства изучения состава веществ и материалов. По результатам определения состава судят о природе объекта, определяют его происхождение или технологию изготовления, устанавливают принадлежность частей единому целому, выясняют причину изменения свойств объекта и многие другие фактические данные, имеющие значение для установления обстоятельств расследуемого дела.

Элементный состав широкого круга веществ и материалов преимущественно определяется анализами: спектральным эмиссионным, лазерным микроспектральным, атомным абсорбционным, рентгеновским микроспектральным и некоторыми другими (рис. 28).

Рис. 28. Система методов исследования элементного состава веществ и материалов

2.1. ЭМИССИОННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

В эмиссионном спектральном анализе (ЭСА) для получения спектров исследуемого вещества отбирают пробу и вводят ее в источник излучения (атомизатор). Здесь твердые и жидкие пробы испаряются, соединения диссоциируют и свободные атомы (ионы) переходят в возбужденное состояние. Испускаемое ими излучение раскладывается в спектр и регистрируется (или наблюдается визуально) с помощью спектрального прибора.

Каждый химический элемент имеет свой характерный спектр испускания, распознаваемый по заранее изученным аналитическим линиям. Выявив такие линии в спектре исследуемого вещества и измерив их интенсивность, определяют качественный состав и количественное содержание компонентов в пробе.

ЭСА является одним из наиболее распространенных методов качественного и количественного элементного анализа минерального состава объектов и используется для изучения элементного состава самых различных веществ, материалов и изделий. Примеров успешного его применения достаточно, приведем лишь некоторые из них.

• ЭСА позволяет выявить, например, ничтожные следы металла, стершегося с поверхности пули при ее прохождении через преграду, следы пороховой копоти и другие следы, не обнаруживаемые иными низкочувствительными способами.

• Данные абсолютного количественного содержания элементов позволяют установить марку сплава, из которого изготовлены самодельные боеприпасы, а также на основании имеющихся справочных данных определить завод-изготовитель дроби.

• ЭСА лакокрасочных материалов и покрытий по относительному количественному содержанию элементов позволяет различать отдельные марки лакокрасочных материалов.

• Качественный ЭСА изделий из стекла позволяет дифференцировать стекла различной марки.

• ЭСА объектов почвенного происхождения по относительному количественному содержанию микроэлементов позволяет идентифицировать отдельные участки местности.

Для большинства элементов предел обнаружения ЭСА без предварительного концентрирования составляет 10^-3-10^-4% (в отдельных случаях до 10^-7%), абсолютная чувствительность 10^-11-10^-12 г. Производительность ЭСА выше производительности многих аналитических методов, так как на единичное определение затрачивается минимальное время — при использовании фотоэлектрического метода обработка спектра происходит за 1-2 минуты с помощью ЭВМ. ЭСА является высокоинформативным методом, так как одновременно можно определять 10-20 и более элементов.

К числу несомненных достоинств ЭСА следует также отнести чрезвычайно малое количество вещества, необходимого для проведения анализа, исчисляемого иногда сотыми долями грамма.

По характеру решаемых задач и реальным возможностям ЭСА исследуемые объекты можно разделить на три группы:

• вещества (преимущественно неорганического происхождения), имеющие вполне определенный, контролируемый ГОСТ или техническими условиями состав, например сплавы черных и цветных металлов, химические реактивы, фармацевтические препараты и др.;

• вещества (неорганического происхождения), элементный состав которых не контролируется, но характеризуется определенным постоянством, обусловленным способом производства, например стекло, дробь, лакокрасочные материалы и т.д.;

• вещества (органического и неорганического происхождения), в состав которых входят несколько основных определяющих компонентов и большое число других элементов с широкими интервалами концентрации, например почвы, стройматериалы, наркотические средства растительного происхождения, строительные лакокрасочные материалы, полимерные материалы, нефтепродукты и горюче-смазочные материалы, винно-водочные изделия и др.

Для возбуждения спектра в атомном спектральном анализе используют различные источники света и соответственно различные способы введения в них образцов.

В эмиссионном атомном спектральном анализе широко используются электрические источники света. Исследуемое вещество в измельченном состоянии помещают в электрическую дугу постоянного тока. Данный метод позволяет определять одновременно десятки элементов, однако точность этого метода невелика из-за нестабильности разряда. Более стабильные условия создает дуга переменного тока. В современных генераторах дуги переменного тока можно получать различные режимы возбуждения (низковольтную дугу, искру, высокочастотную искру, дугу переменного тока, импульсный разряд и т.д.). Такие источники с различными режимами используют при определении металлов и трудно возбудимых элементов (углерод, галогены, газы, содержащиеся в металлах). Стабильность искрового разряда позволяет получать высокую воспроизводимость анализа, но сложные процессы, происходящие на поверхности электродов, приводят к изменению состава плазмы разряда. Чтобы устранить это явление, производят предварительный обжиг проб, нормируют форму и размеры проб и стандартных образцов. В настоящее время все более широко используются в качестве источников возбуждения лазеры.

Применяемые в экспертизе методы ЭСА в полной мере обеспечивают получение качественных и полуколичественных характеристик элементного состава объектов.

2.2. ЛАЗЕРНЫЙ МИКРОСПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

В тех случаях, когда количество исследуемого вещества ничтожно мало и обычный химический анализ становится невозможным, затруднен в подобных случаях и эмиссионный спектральный анализ, проводится лазерный микроспектральный анализ (ЛМСА).

Для анализа достаточно испарить 10^-6-10^-8 г вещества, чтобы обнаружить содержание примесей на уровне 10^-12-10^-13 г. При этом надежно выявляют наличие в веществе до 60 химических элементов. Используя микроскоп, фокусируют на исследуемое вещество мощный лазерный импульс. Вещество на облучаемом участке испаряется с образованием плазмы. Излучение плазмы фокусируют на входную щель спектрографа.

Перспектива использования метода ЛМСА для криминалистического исследования веществ, материалов и изделий оказалась более широкой. Кроме возможности исследования неоднородности макрообъектов, т.е. установления его химического состава на разных участках поверхности образца с затратой минимального количества вещества, открылась возможность исследования различных включений, входящих в состав объектов исследования, что представляет большой интерес для криминалистов, создавая поле деятельности для исследования различного рода микронеоднородностей и микроналожений без снятия их с подложки или извлечения их из смеси с другими микрообъектами.

Подготовка образцов и отбор проб при ЛМСА производятся проще, чем при спектральном анализе с обычными источниками возбуждения. К важнейшим средствам повышения эффективности использования информации, полученной при анализе микрочастиц, относится автоматизация спектральных анализов объектов малой массы с последующей обработкой полученных данных на электронно-вычислительных машинах. Автоматизация в значительной степени сокращает время проведения экспертиз и позволяет устранять ошибки субъективного характера. Качественно новый этап в применении методов эмиссионного спектрального анализа был достигнут благодаря использованию электронно-вычислительной техники для автоматического управления процессом исследования и обработки данных. Что касается аппаратуры для проведения ЛМСА, то можно отметить, что лазерный микроспектроанализатор состоит из спектрального аппарата с лазерным возбуждением атомного спектра пробы и оптического микроскопа, объединенных для удобства в одном приборе.

Метод ЛМСА также обладает рядом преимуществ, главными из которых являются возможность исследования объектов предельно малых размеров (до 20 мкм), незначительное количество (до 1 мкг) образца, минимальное повреждение исследуемого объекта и возможность послойного анализа.

Указанные особенности ЛМСА обусловливают его широкое дальнейшее использование в экспертной практике. Данным методом систематически исследуются следы выстрела, сплавы, стекло, лакокрасочные покрытия и др. Однако более сложным остается вопрос о применении количественного микроспектрального анализа при производстве экспертиз.

При анализе реальных криминалистических объектов необходимо учитывать макронеравномерность распределения элементов в массе исследуемого вещества, в материале изделия. Данное обстоятельство часто существенно затрудняет интерпретацию результатов количественного анализа, полученных при помощи ЛМСА. В настоящее время в экспертной практике применяются методы количественного анализа ЛМСА при исследовании свинцовых сплавов, а также лакокрасочных материалов и покрытий.

2.3. АТОМНЫЙ АБСОРБЦИОННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Атомный абсорбционный спектральный анализ (ААА), в отличие от эмиссионного, позволяет исследовать атомный состав вещества по спектрам поглощения. Данный метод применяется для установления качественного и количественного элементного состава вещества.

В атомном абсорбционном спектральном анализе пробу также испаряют в атомизаторе (в пламени, графитовой трубке, плазме стабилизированных высокочастотного и сверхвысокочастотного разрядов). При этом свет от источника дискретного излучения, проходя через пар вещества, ослабляется, и по степени ослабления интенсивностей линий определяемого элемента судят о его концентрации в пробе.

Атомный абсорбционный спектральный анализ проводят на специальных спектрофотометрах. Методика его проведения по сравнению с другими методами значительно проще, для него характерна высокая точность определения не только малых, но и больших концентраций элементов в пробах. Атомный абсорбционный спектральный анализ целесообразно использовать для целей количественного анализа особенно в тех случаях, когда анализируемые образцы сами по себе представляют жидкости или легко могут быть переведены в раствор.

Данный анализ обладает высокой чувствительностью, которая достигает 10^-11—10^-13 г. Эти столь малые концентрации вещества обнаруживаются в очень малых пробах, что открывает значительные возможности исследования малых количеств веществ и материалов. Кроме того, вещество вводится в прибор в растворенном виде, оставшийся раствор сохраняется, что позволяет в случае необходимости повторить анализ. Продолжительность абсорбционного анализа меньше, чем эмиссионного.

По чувствительности и точности метод атомного абсорбционного анализа значительно превосходит атомный эмиссионный спектральный анализ, но производительность его ниже.

Рассмотрим, какие криминалистические задачи позволяет реализовать данный метод при проведении экспертиз.

• При исследовании лакокрасочных материалов и покрытий данный метод, как и ЭСА, позволяет дифференцировать отдельные марки лакокрасочных материалов, а также проводить идентификацию нестандартного лакокрасочного покрытия по содержанию микропримесей в его частицах.

• С успехом метод атомного абсорбционного анализа применяется применительно к продуктам выстрела. Его использование расширило пределы определения дистанции выстрела до 2 м и более.

• Атомный абсорбционный анализ изделий из стекла позволяет исследовать микроколичества стекла (1-2 мг). По результатам количественного анализа возможно установление родовой принадлежности стекла, а также дифференциация разных экземпляров изделий. Метод позволяет также решать задачи, связанные с установлением источника происхождения стекла, и выявлять более тонкие различия данных объектов, нежели ЭСА.

Таким образом, атомный абсорбционный анализ дает возможность решать диагностические и идентификационные задачи в КИВМИ.

Высокая чувствительность анализа, по которой он уступает только нейтронно-активационному, точность и простота метода атомной абсорбции сделали его перспективным для исследования криминалистических объектов, особенно микрообъектов веществ и материалов.

Вместе с тем применение данного анализа при исследовании микрообъектов ставит перед экспертом ряд сложных вопросов: необходимость предварительного выделения дифференцирующих признаков другими методами, так как атомный абсорбционный анализ проводится поэлементно и надо заранее знать, какие элементы подлежат определению; необходимость отбора системы представительных проб от микрообъекта, так как при высокой чувствительности анализа неоднородности вещества могут существенно сказываться на результатах; исключение из анализа элементов, которые могут быть связаны с неконтролируемыми примесями — загрязнениями сравниваемых объектов.

2.4. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Люминесцентный спектральный анализ основан на регистрации люминесценции (свечения) атомов, ионов, молекул и других частиц при их возбуждении различными видами энергии (чаще всего ультрафиолетовым и видимым излучениями). При поглощении первичного излучения некоторые вещества переходят в возбужденное состояние, характеризующееся более высоким запасом энергии, после чего теряют эту энергию с возникновением вторичного излучения, регистрируемого визуально, фотографически или фотоэлектрически с помощью фотометров, спектрофотометров, спектрографов.

Качественный люминесцентный спектральный анализ производят по спектрам люминесценции. Разновидностью его является сортовой анализ, позволяющий обнаруживать невидимые при обычном освещении различия в исследуемых объектах. Он используется для исследования стекла, минералов, семян, дефектов количественный люминесцентный спектральный анализ основан на зависимости интенсивности люминесценции от концентрации люминесцирующего вещества. Главное преимущество этого метода — низкий порог обнаружения (менее 10^-5 мкг/мл), что важно при определении следовых количеств элементов.

2.5. РЕНТГЕНОВСКИЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Рентгеновский спектральный анализ (РСА) является очень чувствительным и точным методом локального анализа. Малый диаметр электронного зонда (около 1 мкм) позволяет определять состав вещества в объеме, равном нескольким кубическим микронам, то есть состав практически пылевидных частиц. Метод РСА основан на изучении рентгеновских лучей, испускаемых атомами вещества, возбужденными потоками электронов высокой энергии.

Рассматриваемый метод является практически неразрушающим. Он всегда применяется совместно с растровым электронно-микроскопическим исследованием и позволяет устанавливать качественно и количественно химический состав исследуемых объектов с предельной чувствительностью до 0,1-0,01% по массе.

Рентгеноспектральный анализ может быть реализован двумя основными способами:

• На исследуемый объект направляется сфокусированный пучок электронов (электронный зонд), который, попадая на объект, вызывает в нем характеристическое рентгеновское излучение. Этот вид анализа получил название электронного микрозондирования.

• На объект попадает рентгеновский луч, вызывающий вторичное рентгеновское излучение, почему метод и называется рентгеновским флуоресцентным анализом.

Особо следует остановиться на первой разновидности РСА, имеющей наибольшее распространение. С помощью микрозонда достигается возможность анализа малых площадей, что имеет особенно важное значение при экспертизе микрообъектов. Свойства различных материалов зависят не только от структуры, но и от однородности химического состава. Для определения химического анализа от бора до урана (кроме кислорода и фтора) в микрообъемах (3-¹⁰ мкм³) различных объектов, как металлических, так и неметаллических, применяются микроанализаторы для микрорентгеноспектрального анализа, например МАР-2.

Основной принцип работы этого прибора заключается в том, что поток электронов, созданный электронной пушкой и имеющий определенную длину волны взаимодействия с микрообъемами поверхности объекта, вызывает характеристическое рентгеновское излучение. Его длина волны свойственна только одному определенному элементу, входящему в состав того или иного локального участка объекта. Измеряя интенсивность характеристического излучения и сравнивая ее с интенсивностью излучения от эталона, имеющего известное содержание этого же элемента, можно рассчитать его концентрацию в изучаемом объекте. Результаты анализа с помощью МАР-2 могут регистрироваться непрерывно на площади объекта до 200 × 200 мкм². Рентгеновские спектры анализируются с помощью спектрометра, что и дает возможность определять элементный состав пробы.

К достоинствам рентгеновского спектрального анализа относятся: возможность обнаружения и изучения очень малых количеств веществ; простота спектров, которые содержат небольшое число линий, вполне определенное для каждого исследуемого объекта; возможность успешного анализа редкоземельных элементов, металлов платиновой группы и т.д., с трудом разделяемых химическим путем; сохранность веществ при проведении анализа.

С помощью рентгеновского спектрального анализа можно получить ценные данные о составе локальных включений и топографии распределения элементов по поверхности объекта, но использование его в экспертно-криминалистических подразделениях затруднено в связи со сложностью и высокой стоимостью.

Применение методов рентгеновской спектрометрии, в частности рентгеновского флуоресцентного анализа, дает возможность определять качественный и количественный элементный состав неизвестных веществ и материалов, не уничтожая и не изменяя исходного объекта. Последний может быть затем исследован другими методами или использован в качестве эталона сравнения.

2.6. МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Масс-спектрометрия является сравнительно новым экспрессным и информативным методом для определения элементного, функционального, молекулярного и изотопного качественного и количественного состава вещества.

Масс-спектрометрия — метод исследования вещества путем определения масс атомов и молекул, входящих в его состав, и их количества. Он основан на эффекте пространственного разделения движущихся в поперечном магнитном или электрическом поле заряженных частиц (ионов) с различным отношением массы к заряду.

Исследуемое вещество прежде всего подвергается ионизации. В случае жидких или твердых веществ их либо предварительно испаряют, а затем ионизируют, либо применяют поверхностную ионизацию мощной высокочастотной искрой, лучом лазера или иным способом. Заряженные частицы (ионы) образуются при столкновении молекул исследуемого вещества с электронами или иными частицами высокой энергии (фотонами). Образовавшиеся ионы регистрируются ионным приемником, полученные сигналы составляют спектр, в котором положение сигнала отвечает величине отношения массы частицы к величине ее заряда, а интенсивность — концентрации ионов. Эти величины зависят от строения, молекулярного состава и концентрации исследуемого вещества.

Совокупность значений масс и их относительного содержания называется масс-спектром (МС). До сих пор это — один из основных методов получения информации о массах ядер и атомов. МС применяется для точного определения элементного и молекулярного состава любых веществ, поступивших на исследование.

Масс-спектрометрический метод позволяет работать с малым количеством вещества (10^-6-10^-8 г) и благодаря простоте, быстроте и большой селективности анализа имеет значительные преимущества перед химическими методами. В сравнении с методами ИК- и УФ-спектроскопии, позволяющими выявлять атомные группировки и последовательность связей в молекуле, масс-спектрометрический анализ дает больший объем информации, включая данные о молекулярном весе соединений, а также обладает более высокой чувствительностью. Указанный метод анализа в криминалистическом исследовании веществ, материалов и изделий применяется, например, при исследовании наркотических веществ кустарного производства, фармакологических препаратов и ядохимикатов для установления их природы, зоны произрастания растений, являющихся наркотическим сырьем. Для изучения малых количеств веществ применяется масс-спектрометрия с искровым и лазерным источниками ионизации. Основные преимущества такого анализа: высокая чувствительность к примесям (10^-5-10^-6 %) и возможность определять практически все элементы таблицы Менделеева.

Масс-спектральный анализ осуществляется на масс-спектрометрах — приборах для разделения ионизированных молекул и атомов по их массам, основанных на воздействии магнитных и электрических полей на пучки ионов, летящих в вакууме. В масс-спектрометрах регистрация ионов осуществляется электрическими методами, в масс-спектрографах — по потемнению фоточувствительного слоя.

В настоящее время для повышения информативности, точности анализа различных объектов исследования используют сочетание хроматографических и масс-спектрометрических методов. Это позволяет проводить анализ сложных многокомпонентных смесей органических и неорганических веществ. Для проведения подобного рода исследований используются комбинированные системы, включающие в себя газовый (или жидкостный) хроматограф и масс-спектрометр — хроматомасспектрографы.

2.7. НЕЙТРОННО-АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ

Исключительно высокой чувствительностью и информативностью обладает нейтронно-активационный анализ — метод определения качественного и количественного макро- и микроэлементного состава веществ, основанный на получении радиоактивных изотопов химических элементов при облучении анализируемого вещества потоком нейтронов в ядерном реакторе. Метод характеризуется высокой чувствительностью, избирательностью и специфичностью (позволяет определить в одной навеске более 70 элементов). Эффективен при исследовании бумаги, карандашных штрихов, следов золота и смазочных материалов, при определении количества микроэлементов в объектах экспертного исследования, например наркотиках, лакокрасочных материалах и покрытиях и т.п. Определение повышенного содержания мышьяка в волосах Наполеона, произведенное этим методом, позволило криминалистам сделать вывод, что император был отравлен мышьяком.

Указанный метод в экспертных исследованиях в нашей стране (в противоположность зарубежной криминалистической практике) используется лишь эпизодически из-за сложности и малодоступности необходимого оборудования, проблем с обеспечением соблюдения правил техники безопасности.

Важный раздел экспертной криминалистической техники при исследовании веществ, материалов и изделий составляют методы и технические средства проведения молекулярного анализа — спектрофотометрия в ультрафиолетовой и видимой областях спектра (спектрофотометрический метод), инфракрасная спектрометрия, молекулярная масс-спектрометрия, спектральный люминесцентный анализ, электронный парамагнитный резонанс, анализ по спектрам комбинационного рассеяния, ядерный магнитный резонанс[99], хроматографические и химико-аналитические методы и некоторые другие.

3.1. СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Спектрофотометрический метод основан на изучении поглощения света веществом в области 200-800 нм. Соответствующие так называемые электронные спектры[100] получаются на спектрофотометрах применительно к таким объектам КИВМИ, как ГСМ, материалы документов, фармацевтические препараты, спиртные напитки, растительные наркотические средства, лакокрасочные покрытия[101].

Значительно шире применительно к веществам, материалам и изделиям используется метод инфракрасной спектроскопии. Инфракрасные спектры поглощения, обусловленные колебательными и вращательными движениями ядер элементов, образующих молекулы вещества, являются весьма специфичными. Это позволяет устанавливать состав химических соединений по инфракрасным спектрам с помощью информационно-поисковых систем на базе ПЭВМ. Метод ИК-спектроскопии позволяет получить ценную информацию при изучении таких веществ и материалов, как нефтепродукты, лакокрасочные материалы и покрытия, волокна, пластмассы и резины, материалы письма, взрывчатых веществ, клеящих веществ и др.

3.2. СПЕКТРАЛЬНЫЙ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ

Спектральный люминесцентный анализ относится к группе самых высокочувствительных методов анализа, хотя в экспертной практике он применяется мало из-за недостаточной распространенности соответствующих приборов. Спектры люминесценции возбуждаются облучением вещества ультрафиолетовым светом. Данный метод в КИВМИ применяется для исследования ГСМ, полициклических ароматических углеводородов в почвах, ядовитых веществ и ряда других. Например, применяя метод спектрального люминесцентного анализа, удалось осуществить дифференциацию участков местности по содержанию таких промышленных загрязнений, как 3, 4-бензпирен, и других углеводородов этого ряда. Метод пригоден и для дифференциации стекол разного происхождения.

3.3. МЕТОД ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Для определения молекулярного состава исследуемых веществ используются и методы ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), основанные на взаимодействии вещества с магнитным полем.

Если систему ядер, обладающих магнитными моментами, поместить во внешнее магнитное поле, то на них будет действовать сила, которая сориентирует их магнитные оси в направлении этого поля. В определенных условиях, характерных для данного ядра, магнитные моменты ядра будут резонансно поглощать энергию переменного магнитного поля, частота изменения которого лежит в радиодиапазоне. Это поглощение приводит к возникновению ядерного магнитного резонанса.

С помощью ЯМР могут быть решены следующие задачи:

• установление состава соединений (определение или подтверждение структуры, функциональной принадлежности);

• анализ сложных смесей (качественный или количественный анализ, комплексообразование, изомеризация);

• определение скоростей динамических процессов (конформационные превращения, обменные взаимодействия).

Изменения резонансной частоты при переходе некоторых ядер из одного химического окружения в другое могут быть значительными. Это открывает многообещающие возможности для изучения тончайших деталей поведения молекул и выведения ЯМР на уровень информативности рентгеноструктурного анализа (расстояние, углы) и даже выше (определение природы химической связи).

При проведении экспертных исследований ЯМР может с успехом использоваться для анализа состава жидких смесей, например сложных углеводородных смесей — нефтепродуктов. Сравнительная простота и универсальность спектров ЯМР обеспечивает возможность применения этого метода для исследования широкого круга объектов.

3.4. МЕТОД ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА666

При внесении парамагнитного вещества в переменное магнитное поле с частотой наблюдается дисперсия магнитной проницаемости (т.е. зависимость магнитной проницаемости от частоты) и поглощение энергии внешнего поля. При этом поглощение носит резонансный характер. Отыскать резонансные условия и получить спектры ЭПР можно, изменяя частоту излучения или напряженность магнитного поля.

Метод ЭПР используют для получения информации о процессах окисления — восстановления, комплексообразования, а также для определения электронного и геометрического строения соединений, когда наблюдаемые парамагнитные частицы являются непосредственно объектами исследования.

Одно из достоинств метода ЭПР — исключительно высокая чувствительность к небольшим количествам парамагнитного вещества. Благодаря высокой информативности при установлении состава парамагнитных продуктов различных превращений, низкому пределу обнаружения веществ, содержащих неспаренные электроны, быстроте проведения измерений спектроскопия ЭПР находит все более широкое практическое применение как в научных исследованиях, так и в оперативном технологическом контроле качества продукции.

Методом ЭПР можно исследовать как молекулярный, так и элементный состав вещества. В КИВМИ метод ЭПР при исследовании изделий из стекла позволяет обнаружить в нем парамагнитные центры — примеси железа, по типу концентрации которых возможна дифференциация стекол по партиям. Метод достаточно широко применяется в экспертизе строительных материалов (бетона, цемента, штукатурки), при исследовании почв, позволяет дифференцировать полимерные материалы.

3.5. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Одним из наиболее эффективных и быстроразвивающихся разделов криминалистической техники является судебная хроматография. Слово «хроматография» состоит из двух греческих корней, означающих: цвет и пишу. В настоящее время хроматографией называют физико-химический метод разделения и анализа смеси веществ, основанный на распределении их между двумя взаимно не смешивающимися фазами, одна из которых неподвижна, а другая подвижна и фильтруется вместе с веществами сквозь слой неподвижной фазы. Хроматография — это высокоинформативный метод, позволяющий достаточно быстро и надежно определять количественный и качественный состав отдельных компонентов в сложных смесях органических и неорганических веществ.

Молекулы хроматографируемых веществ взаимодействуют с обеими фазами. Поток подвижной фазы осуществляет транспортирование вещества (смеси веществ) вдоль неподвижной фазы — сорбента. Анализируемое вещество при этом взаимодействует с сорбентом. Молекулы вещества адсорбируются (поглощаются) неподвижной фазой, причем степень адсорбции зависит от строения молекул. Таким образом, происходит разделение сложной смеси веществ на индивидуальные компоненты, которые подвергают дополнительному анализу.

С помощью различных вариантов хроматографического метода можно анализировать такие объекты КИВМИ, как наркотические средства и сильнодействующие вещества, пороха и взрывчатые вещества, красители, горюче-смазочные материалы, чернила и пасты, некоторые пищевые продукты.

По агрегатному состоянию среды для разделения смеси различают хроматографии газовую и жидкостную. Анализ по методу газовой хроматографии предусматривает применение в качестве элюента химически нейтральных газов (гелий, азот) или водорода. Неподвижной фазой при этом служит твердый сорбент или жидкий, нанесенный тонкой пленкой на поверхность твердого. Газовая хроматография используется для анализа смеси газов или летучих веществ, которые испаряются при нагревании колонки термостатом.

В жидкостной хроматографии смеси разгоняют жидким элюентом, например различными полярными и неполярными индивидуальными растворителями, или их смесями (ацетон, эфиры, ароматические углеводороды), а в качестве неподвижной фазы — твердые сорбенты. Жидкостную хроматографию, как правило, применяют при анализе нелетучих веществ. Выгодным отличием методов жидкостной хроматографии от газовой является осуществление анализа при сравнительно низких температурах (обычно близких к температуре окружающей среды), что создает возможности успешного разделения и определения веществ, неустойчивых при повышенных температурах.

По форме проведения хроматографического процесса различают колоночную хроматографию и плоскостную хроматографию на бумаге и в тонком сдое — тонкослойную.

Тонкослойная хроматография

Тонкослойная хроматография (ТСХ) является простым и экспрессным методом разделения и определения, использующим портативное и доступное оборудование, а поэтому особенно удобным для криминалистических лабораторий. Необходимо отметь, что ТСХ достаточно часто и эффективно применяется в ходе предварительного исследования вещественных доказательств.

В методе ТСХ неподвижная твердая фаза тонким слоем наносится на стеклянную, металлическую или полимерную пластинки (обычно используются готовые хроматографические пластины заводского изготовления). На некотором расстоянии от края пластины на стартовую линию наносится капля анализируемой жидкости (жидкого вещества или раствора твердого вещества), край пластины погружают (ниже стартовой линии) в растворитель. Под действием капиллярных сил растворитель движется вдоль слоя сорбента и с разной скоростью переносит компоненты смеси. Компоненты с малой энергией сорбции двигаются вдоль неподвижной фазы быстрее компонентов с высокой энергией сорбции. Это приводит к их пространственному разделению.

Хроматографическое разделение веществ можно осуществлять несколькими способами. В восходящей хроматографии растворитель поднимается снизу вверх под действием капиллярных сил, в нисходящей — растворитель перемещается по слою вниз под действием капиллярных и гравитационных сил. Горизонтальная хроматография выполняется в виде круговой со свободным испарением растворителя.

По окончании хроматографирования зоны на хроматограмме проявляют химическим или физическим способом. При химическом способе пластинку опрыскивают раствором реактива, взаимодействующего с компонентами смеси (например, обрабатывают парами йода). В физических способах проявления используется способность некоторых веществ флуоресцировать под действием ультрафиолетового излучения.

Сорбционные свойства системы в ТСХ характеризуются подвижностью R_f, которая рассчитывается из экспериментальных данных по измеренным на хроматограмме расстояниям X (от стартовой линии до центра пятна вещества на хроматограмме) и Y (между линиями старта и финиша), пройденным за одно и то же время. Численное значение подвижности R_f определяется выражением: R_f = X/Y.

Полученные значения R_f сравнивают со справочными значениями R_f различных веществ, полученных в аналогичных условиях (с использованием аналогичных хроматографических пластинок, состава подвижной фазы и при том же расстоянии между линией старта и линией финиша). Однако более надежным является метод свидетелей, когда на стартовую линию рядом с исследуемым наносятся известные вещества, соответствующие предполагаемым компонентам смеси.

Количественные определения в ТСХ могут быть сделаны или непосредственно на пластинке (спектрофотометрированием пятна), или дополнительным химическим исследованием после удаления вещества с пластинки.

Методами тонкослойной хроматографии исследуют такие объекты КИВМИ, как материалы письма, нефтепродукты, наркотические средства и сильнодействующие вещества, красители текстильных волокон, взрывчатые вещества и др. Например, с помощью метода тонкослойной хроматографии удается не только различать одноцветные чернила, приготовленные по разной рецептуре, но и улавливать различия, связанные с колебаниями технологических процессов.

Газовая хроматография

В зависимости от состояния неподвижной фазы различают газо-адсорбционную (твердый сорбент) и газожидкостную (пленка жидкости на поверхности твердого сорбента) хроматографии.

Для проведения анализа используют газовый хроматограф — много-компонентный аналитический комплекс, включающий в себя термостат с автоматическим программируемым изменением температур в широких диапазонах, детектирующие элементы в сочетании со сложными электронно-усилительными системами, систему газоснабжения и ряд других. При работе в автоматическом режиме обработки данных в этот комплекс включаются также устройства для кодирования сигналов, поступающих от детектора, и ввода информации в ПЭВМ. Для перевода в газообразное состояние твердых веществ за счет нагрева хроматографы оборудуются пиролитическими приставками.

С помощью дозатора анализируемую пробу вводят в колонку — трубку, заполненную сорбентом, через которую пропускают непрерывный поток газа-носителя. Проба, проходя через колонку, разделяется на отдельные компоненты, которые вместе с носителем один за другим выходят из колонки, попадая на детектор, регистрирующий их физико-химические характеристики и передающий сигналы на записывающее устройство. Наиболее широкое применение находят следующие типы детекторов: катарометр (по теплопроводности), пламенно-ионизационный (ПИД), электронно-захватный (ЭЗД) и термоионный.

Основным элементом катарометра является металлическая нить с высоким сопротивлением, расположенная в канале металлического блока детектора и омываемая потоком газа-носителя. Нить нагревают, пропуская через нее постоянный ток. Потери теплоты в нити в этих условиях определены теплопроводностью газа-носителя. В том случае, когда через ячейку протекает чистый газ-носитель, потери теплоты постоянны, и поэтому температура нити тоже постоянна. В случае изменения газового состава (при наличии анализируемого вещества) меняется температура нити в зависимости от теплопроводности газовой среды. Изменение температуры вызывает соответствующее изменение электрического сопротивления нити, которое измеряется и записывается.

Пламенно-ионизационный детектор (ПИД) наиболее широко распространен в газохроматографическом анализе органических соединений. Принцип действия детектора основан на том, что выходящий из колонки газ смешивается с водородом и сжигается в атмосфере воздуха или кислорода. Ионы и электроны, образующиеся в пламени, попадают в межэлектродное пространство, уменьшают его сопротивление, в результате чего во внешней цепи возникает ток. Сочетание высокой чувствительности и широкого линейного диапазона обусловило применение ПИД для анализа микропримесей.

К селективным детекторам, обладающим повышенной чувствительностью к определенным классам соединений, относятся электронно-захватный (ЭЗД) и термоионный детекторы. Электронно-захватный детектор (ЭЗД) является чрезвычайно чувствительным к алкилгалогенидам, нитратам, нитрилам, а термоионный обладает повышенной и селективной чувствительностью к фосфорсодержащим соединениям.

Газовая хроматография в КИВМИ с успехом используется для исследования нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов, наркотических средств, сильнодействующих веществ, спиртсодержащих жидкостей, пластмасс и резин, восков, клеев, материалов письма, взрывчатых веществ, парфюмерно-косметических материалов и других объектов.

3.6. ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Кроме указанных, для определения молекулярного состава исследуемых веществ применяются и химико-аналитические методы, включающие методы качественного и количественного химического анализа.

Качественные химико-аналитические методы основаны на химических реакциях, сопровождающихся наглядным внешним эффектом (аналитические реакции), — изменение окраски раствора, выделение газа, выпадение или растворение осадка. Химические методы качественного анализа в значительной степени вытеснены физико-химическими методами, однако еще довольно часто используются (особенно на начальных этапах исследования) при исследовании таких объектов КИВМИ, как материалы письма, клеи, различные красители, наркотические средства и сильнодействующие вещества, спиртсодержащие жидкости, взрывчатые вещества и пр.

Наибольшее распространение в практике КИВМИ получили такие методы качественного химического анализа, как капельный анализ и микрокристаллоскопия.

Капельный анализ — чувствительный метод качественного и полуколичественного обнаружения неорганических и органических соединений. Реакции выполняют на фильтровальной бумаге, в углублении стеклянной пластинки или маленькой пробирке с использованием нескольких капель раствора реагента.

Микрокристаллоскопия — метод качественного химического анализа, основанный на образовании в результате химической реакции между исследуемым веществом и реагентом характерного кристаллического осадка. Исследование проводится в углублении стеклянной пластинки в поле зрения оптического микроскопа. Метод применяется при исследовании самых различных веществ и материалов, таких, например, как травящие и сильнодействующие вещества.

Среди количественных химико-аналитических методов наибольшее значение в практике КИВМИ имеет титриметрический анализ, объединяющий группу методов, основанных на процессе титрования, т.е. изменения количества раствора реагента определенной концентрации, необходимого для взаимодействия с раствором определяемого компонента. Титрование заканчивают в момент изменения окраски индикатора, в присутствии которого ведется титрование, либо в момент резкого изменения какого-либо физического свойства системы (электропроводности, оптической плотности и др.).

Метод обладает рядом преимуществ: быстрота, простота используемого оборудования, возможность автоматизации при проведении серийных экспериментов, универсальность, поэтому применяется при исследовании самого широкого круга веществ и материалов.

Электрохимические методы анализа основаны на изменении характеристик электрического тока, связанных с протеканием химических или электрохимических реакций. К ним относятся такие методы, как:

• вольтамперометрия — совокупность электрохимических методов анализа (в том числе полярография), основанных на изучении зависимости силы тока от потенциала погруженного в анализируемый раствор индикаторного микроэлектрода, на котором исследуется электрически активное вещество;

• кулонометрия — метод, основанный на измерении количества электричества, затраченного на проведение электрохимической реакции в течение определенного времени. Масса электрохимически окисленного или восстановленного вещества находится в прямой пропорциональной зависимости от затраченного на это количества электричества;

• кондуктометрия — совокупность электрохимических методов, основанных на измерении электропроводности жидких электролитов (растворов или расплавов), которая пропорциональна их концентрации;

• потенциометрия позволяет измерять электродвижущую силу в растворе, содержащем какой-либо ион. Практическим приложением метода можно считать измерение концентрации ионов водорода (рН-метрия), используемое, например, при исследовании травящих веществ, почв, спиртсодержащих жидкостей.

Электрохимические методы могут использоваться при исследовании самых различных объектов КИВМИ, таких, например, как продукты выстрела, вещества почвенного происхождения, следовые количества металлов и сплавов, однако в практике криминалистического исследования веществ, материалов и изделий они применяются достаточно редко ввиду того, что ранее описанные физико-химические методы анализа более удобны и экспрессны.

3.7. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

В криминалистическом исследовании веществ, материалов и изделий фракционный состав нередко определяется применением не одного, а целой совокупности методов. Так, например, при исследовании вещества почвенного происхождения его фракционный состав определяется методами геолого-минералогического, петрографического, ботанического (включая споро-пыльцевой) анализов и ряда других. Геолого-минералогический анализ проводится с помощью поляризационных микроскопов и химических проб, что позволяет определить наличие в почве конкретных минералов. Далее, после проведения соответствующей химической обработки вещества микроскопически определяют содержание в почве спор и пыльцы определенных растений. Используя разницу в плотности образующих почву веществ, соответствующие фракции могут быть выделены путем помещения почвы в систему несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом.

Представляется целесообразным одновременно рассмотреть методы проведения фазового анализа веществ и изучения их структуры, поскольку фазовый состав и структура связаны между собой и некоторые методы их исследования совпадают. В КИВМИ структура и фазовый состав преимущественно изучаются в металлографии и рентгенографии.

Рис. 29. Система методов исследования фазового состава веществ и материалов

4.1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВОГО СОСТАВА ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

Методы исследования фазового состава веществ и материалов предназначены для установления качественного и количественного содержания фаз, имеющих одинаковый и различный химический состав (рис. 29).

Металлографический анализ

Раздел материаловедения, изучающий изменения макро- и микроструктуры металлов и сплавов в связи с изменением их химического состава и условий обработки называется металлографией. Описание металлографического анализа было приведено выше (в разделе 3.1. «Методы и технические средства криминалистического морфоанализа веществ и материалов»).

Изучение металлографических шлифов позволяет определить структуру металла, наблюдать в поле зрения микроскопа различные фазы, которые могут окрашиваться в различные цвета. Это позволяет выяснить такие важные обстоятельства, как особенности технологии обработки изделия (ковка, термическая обработка и т.д.), температуру разогрева образца и момент происшествия, например, при пожаре и т.д. Так, например, металлографическим анализом можно установить, в какой атмосфере, бедной или богатой кислородом, произошло расплавление проводов в момент короткого замыкания. В свою очередь, установление этого обстоятельства имеет значение для решения вопроса о том, явилось ли короткое замыкание причиной пожара или возникло в его результате.

Металлографический анализ позволяет оценить количественное содержание включений в шлифе и весьма нагляден. Однако данный метод исследования является разрушающим и по точности уступает рентгенофазовому анализу.

Рентгеноструктурный фазовый анализ

Ренгенофазовый анализ — метод определения фазового состава твердых кристаллических и некоторых аморфных веществ. Каждое кристаллическое вещество имеет строго индивидуальную геометрию кристаллической решетки, которая характеризуется набором межплоскостных расстояний. При прохождении рентгеновских лучей через кристалл возникает дифракционный эффект. Дифракционная картина осуществляется либо в фотографическим способом в специальных камерах на рентгеновскую пленку, либо с использованием рентгеновских дифрактометров с помощью электронных регистрирующих систем.

Для решения вопроса о фазе, присутствующей в пробе, нет необходимости определять ее кристаллическую структуру. Достаточно рассчитать дифрактограмму (рентгенограмму) и сравнить полученный ряд межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей линий с приведенными в картотеках рентгенометрических данных, наиболее полная из которых — постоянно обновляемый американский определитель фаз — картотека Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS).

Наличие на рентгенограмме (дифрактограмме) тех или иных линий характеризует качественный фазовый состав пробы. Смесь нескольких индивидуальных химических соединений дает рентгенограмму, представляющую собой наложение дифракционных эффектов, характеризующих отдельные фазы. При сравнении межплоскостных расстояний образцов и эталонов зачастую приходится анализировать очень большие информационные массивы, поэтому обработка данных производится на ПЭВМ с использованием автоматизированных систем и баз данных.

Рентгенофазовый анализ используется для исследования таких объектов КИВМИ, как металлы и сплавы, лекарственные препараты, вещества почвенного происхождения, бумага, парфюмерно-косметические изделия, лакокрасочные материалы и покрытия и пр.

Калориметрический анализ

Калориметрия — группа методов измерения тепловых эффектов (количества теплоты), сопровождающих различные физические, химические и биологические процессы. Калориметрия включает в себя измерение теплоемкости, теплоты фазовых переходов, тепловых эффектов намагничивания, электризации, растворения, химических реакций (например, горения). Приборы, применяемые в калометрии, называются калориметрами.

Методы термографии используются, например, при исследовании полимеров. Они позволяют определять типы полимеров, состав их смесей и сополимеров, марки некоторых полимеров, наличие и состав специальных добавок, пигментов и наполнителей, признаки, обусловленные технологией синтеза и переработки полимеров в изделия, а также условия эксплуатации последних. Однако более эффективным является совмещение термографического и газохроматографического методов анализа.

Термические методы анализа

Термические методы анализа — методы исследования физико-химических и химических процессов, основанные на регистрации тепловых эффектов, сопровождающихся в условиях программирования температуры. Установка для термических методов анализа обычно включает печь, держатели образцов, термопары, измеряющие температуру в печи и образцов. При нагревании или охлаждении образца фиксируются изменения температуры объекта во времени. В случаях фазовых превращений на кривой нагревания (охлаждения) появляется площадка или излом.

Термогравиметрический анализ (ТГА) основан на регистрации изменения массы образца в зависимости от температуры в условиях программированного изменения температуры среды.

При дифференциальном термическом анализе (ДТА) производится регистрация во времени изменения разности температур между исследуемым образцом и образцом сравнения, не претерпевающим в данном интервале температур никаких превращений. Эффекты, регистрируемые ДТА, могут быть обусловлены плавлением, возгонкой, испарением, кипением, изменением кристаллической решетки, химическими превращениями.

4.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

В зависимости от происхождения, технологии получения или условий эксплуатации одни и те же вещества или материалы могут иметь различную структуру. Например, закалка или отпуск стали не изменяют ее состава, но изменяют структуру, вследствие чего меняются ее механические свойства (твердость, упругость и т.д.).

Как уже отмечалось, для исследования кристаллической структуры веществ и материалов чаще всего используются металлографический и рентгеноспектральный анализы. Описание металлографического анализа приведено выше, поэтому остановимся на рентгеноструктурном анализе.

Физической основой метода является специфический характер взаимодействия рентгеновского излучения с веществами, имеющими упорядоченную структуру. Термические и механические воздействия на материалы и изготовленные из них изделия (особенно из металлов и сплавов) приводят к появлению остаточных макронапряжений, вызывающих, в свою очередь, деформацию кристаллической решетки. Эта деформация регистрируется в ходе рентгеноструктурных исследований в виде сдвига линий на дифрактограммах и рентгенограммах. При отжиге же металлов и сплавов отмечается снятие остаточных напряжений, рекристаллизация, рост зерен, что ведет к изменению местоположения, формы и ширины рентгеновских линий. Кроме того, разогрев металла приводит к образованию окалины на поверхности изделия, наличие которой регистрируется на рентгенограмме (дифрактограмме) в виде появления дополнительных линий.

Изучение структурных характеристик изделий из металлов и сплавов позволяет определять, например, способ изготовления различных деталей, поддельных монет, дроби. Кроме того, применение рентгеноструктурного анализа эффективно при исследовании таких объектов КИВМИ, как минералы, пигменты и красители, почва, бумага, многие наркотические средства, сельскохозяйственные ядохимикаты, взрывчатые вещества, ЛКП и др.

Элементами информационного обеспечения любого криминалистического исследования (и в том числе исследования веществ, материалов и изделий) обычно выступают:

• сведения о свойствах объектов исследования;

• сведения о методах и методиках, которые могут быть применены для решения соответствующих задач [6].

В 1981 г. во ВНИИСЭ МЮ СССР была предпринята комплексно-целевая программа создания информационного фонда судебных экспертиз на 1981 — 1990 гг. Данной программой были определены основные формы информационного обеспечения экспертов, которые реализуются и в деятельности судебно-экспертных учреждений Министерства внутренних дел, Федеральной службы безопасности и иных ведомств:

• коллекции наиболее распространенных объектов судебной экспертизы с подробной научной или технической классификацией их свойств, признаков;

• автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС) по отдельным объектам или методам;

• фонд данных, заимствованных из литературных источников, ГОСТ.

5.1. ЭКСПЕРТНО-КРИМИНАЛИСТИЧЕСКИЕ КАРТОТЕКИ, КОЛЛЕКЦИИ И СПРАВОЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЕ ФОНДЫ ЭКП ОВД

В экспертно-криминалистических подразделениях органов внутренних дел в целях информационного обеспечения производства экспертиз и исследований в соответствии с инструкцией, утвержденной приказом МВД РФ от 3 июня 1993 г. [9], формируются, ведутся и используются экспертно-криминалистические картотеки, коллекции и справочно-информационные фонды. В данной инструкции указано, что в ЭКП МВД, ГУВД, УВД, УВДТ (ОВДТ) создаются справочно-информационные фонды для получения сведений, необходимых при:

• формировании версий о событии преступления и розыскиваемых лицах, определении направлений поиска преступников;

• производстве экспертиз и исследований;

• ведении экспертно-криминалистических картотек и коллекций.

Предусмотрено, что хранение информации в каждом конкретном случае может осуществляться в виде: картотек, коллекций натурных объектов, фототек, альбомов, атласов, каталогов, информационно-поисковых систем на базе ПЭВМ и т.д.

В справочно-информационный фонд ЭКП наряду с информационными (справочными) банками данных о свойства, размерах, форме и иных характеристиках веществ и предметов, как правило, входят справочные натурные коллекции и картотеки: инструментов и других распространенных предметов, используемых в качестве орудий взлома; наркотических и наиболее распространенных сильнодействующих лекарственных средств и т.п.

Кроме них могут создаваться и другие справочные картотеки и коллекции: лакокрасочных покрытий; горюче-смазочных материалов; волокнистых материалов; взрывчатых веществ; материалов документов и т.п.

Реализуя требования указанного приказа, сотрудники экспертно-криминалистических подразделений ОВД, в состав которых входят отделы (отделения) специальных исследований, формируют и ведут различные справочные коллекции.

Прежде всего к данным коллекциям относятся коллекции наркотических средств и сильнодействующих веществ, предназначенные для диагностирования неизвестных веществ и установления их родовой принадлежности [17]. Натурная коллекция делится на две большие группы:

• наркотические средства, которые подразделяются на группы в соответствии со сводным перечнем наркотических средств, отнесенных к наркотикам Единой конвенцией ООН о наркотических средствах и приказами Министерства здравоохранения и медицинской промышленности Российской Федерации;

• сильнодействующие вещества, подразделенные на пять классов — жидкие вещества, порошкообразные вещества, таблетки, капсулы и облатки, мази и линименты. Указанные классы разбиваются на группы (лекарственные средства, действующие преимущественно на центральную нервную систему; лекарственные средства, действующие преимущественно в области окончания эфферентных (центробежных) нервов; средства, действующие преимущественно в области чувствительных нервных окончаний; сердечно-сосудистые средства и т.д.).

При производстве экспертиз и исследований неизвестных веществ натурная коллекция используется и как источник «свидетелей» — образцов для сравнительного исследования, отбираемых среди объектов коллекции веществ, наиболее схожих с представленным по внешнему виду, консистенции и запаху.

При исследовании наркотических средств и сильнодействующих веществ используется также автоматизированная информационно-поисковая система «Таблетка», содержащая систематизированные сведения о внешнем виде, массе и размерных характеристиках лекарственных препаратов, выпускаемых в форме таблеток.

Коллекция горюче-смазочных материалов [17] предназначена для обеспечения и ускорения диагностирования неизвестных ГСМ, поступающих на исследование. Носителями информации об объектах могут быть как ГСМ в натуре, так и их спектры в инфракрасной и ультрафиолетовой областях и хроматограммы, полученные на газовых хроматографах.

Объекты в коллекции ГСМ делятся на две большие группы:

• смазочные материалы, подразделенные на четыре подгруппы (бензины, керосины, дизельные топлива, органические растворители);

• смазочные материалы (пластические смазки, масла и твердые нефтепродукты — асфальты и битумы).

При поступлении на исследование неизвестного ГСМ он сравнивается по внешнему виду, запаху и консистенции с объектами натурной коллекции, что позволяет отнести объект к определенной группе и значительно снизить круг поиска при последующем инструментальном исследовании и сравнении полученных результатов со спектрами и хроматограммами в соответствующих атласах.

Коллекция лакокрасочных покрытий. Базовые ЭКП ОВД России оснащены коллекциями ЛКП отечественных и импортных автомобилей, которые могут использоваться при обнаружении на местах происшествий и представленных предметах частиц лакокрасочных покрытий с целью установления типа, марки и года выпуска автомобиля, от которого данные частицы ЛКП отделились [4].

Прежде всего этой цели служит коллекция ЛКП отечественных автомобилей, выпускавшихся в 1986-1993 гг., изготовленная по заказу МВД РФ НПО «Визир», г. Москва в 1995 г. Коллекция включает в себя 302 выкраски, выполненные эмалями, грунтами, шпатлевками и мастиками. Каждая выкраска соответствует окраске конкретной марки транспортного средства или его отдельной детали. Изготовление выкрасок для коллекции проводилось, как правило, теми ЛКМ, которые применялись на автозаводах в текущий или иной год. При этом воспроизводились условия нанесения ЛКМ и сушки, соответствующие требованиям ТУ для окраски конкретных марок автомобилей.

В коллекции собраны сведения об окраске легковых и грузовых автомобилей, автобусов, троллейбусов из 26 автомобильных и автосборочных заводов на территории СССР, кроме Кутаисского (автомобиль «Колхида») и Ереванского (микроавтобус «ЕрАЗ») заводов.

В коллекцию входит также база данных, содержащая все необходимые сведения о составе коллекции, составе и применении ЛКМ и ЛКП на автозаводах для окраски конкретных марок автомобилей и их деталей.

Коллекция предназначена для использования в ЭКП при решении следующих основных задач:

• определения торгового цвета ЛКП автомобиля;

• определения года выпуска и марки автомобиля;

• соответствия состава и строения данного ЛКП автомобильному заводскому.

В приложении к коллекции даны технологии окрашивания легковых и грузовых автомобилей, автобусов, троллейбусов, прицепов и спецавтомобилей, пояснительные записки к технологическим схемам окраски автотранспорта на заводах в 1986-1993 гг., ИК-спектры ЛКМ, использованных в коллекции (отечественных и импортных эмалей, грунтов, шпатлевок и мастик), сведения об элементном составе ЛКМ, использованных в коллекции.

При исследовании фрагментов ЛКП автомобилей иностранного производства и некоторых марок отечественных автомобилей экспертами базовых лабораторий может также использоваться коллекция цветов автоэмалей (Colorcollection) фирмы «Sikkens» концерна «Akzo Nobel» (Нидерланды) [3]. Коллекция включает в себя эталоны цвета автоэмалей автомобилей с возможными оттенками и вариациями цвета по состоянию на 1996 г. включительно. Содержащиеся в коллекции сведения позволяют получить информацию о заводском коде цвета декоративного покрытия и данные о том, автомобили каких фирм-изготовителей и в какой период времени выпускались окрашенными эмалью данного цвета.

Коллекция цветов автоэмалей может быть использована в экспертной практике для решения ряда вопросов при проведении экспертиз и исследований частиц автомобильных ЛКП. Например, при определении:

• цветовых характеристик частиц автомобильных ЛКП;

• торгового наименования цвета автоэмали и соответствующего ему собственного цветового кода;

• марки автомобиля иностранного производства (фирмы-производителя автомобиля), а при исследовании частиц ЛКП с пластмассовых декоративных деталей — модели транспортного средства;

• периода выпуска автомобиля, окрашенного эмалью данного цвета (для автомобилей иностранного производства).

Коллекция цветов автоэмалей фирмы «Sikkens» состоит из нескольких частей. Цветовой атлас Colormap включает в себя атласы Colormap Solid и Colormap Metallic. Атлас представляет систематизированную базу из 7000 эталонов цветов эмалей автомобильных покрытий (пассажирских, грузовых и специальных автомобилей) и международных стандартных эталонов цветов (RAL и др.). Эталоны цвета в атласе (цветовые квадраты) имитируют глянцевые покрытия с насыщенным цветом (Colormap Solid), а также покрытия типа «металлик» и с перламутровым эффектом (Colormap Metallic).

Информационная база данных, связанная с цветовым атласом Colormap, помещена в каталоги Colormap Index (Metallic-Solid) и Colorlisting. Текстовая и цифровая информация в каталогах разбита на соответствующие колонки. Названия колонок и пояснения к ним приведены ниже.

OWNER — представлена информация о соответствии каждого цветового квадрата в Colormap определенной марке (маркам) автомобилей.

COLOR CODE — указаны собственные коды цвета автоэмалей фирм-производителей автомобилей и соответствующие им коды AKZO (коды цветов концерна AKZO). AKZO код состоит из двух частей: сокращенного наименования марки автомобиля (первые буквы кода) и набора цифр или букв (например, AKZO коды цвета автомобилей BMW и Volkswagen: BMW9407, VWL91Z).

Для некоторых марок автомобилей коды разбиты на цветовые группы: синий (Blue), серый (Grey), коричневый (Brown), фиолетовый (Violet), красный (Red), бирюзовый (Turjuoise), зеленый (Green), белый (White), желтый (Yellow), черный (Black). В каталогах приведены также схемы расположения на кузовных деталях автомобиля маркировочных табличек с указанием собственного кода цвета эмали.

COLOUR — приведены торговые наименования цветов автоэмалей на языке фирмы-производителя автомобиля или на английском языке. После наименования цвета могут употребляться символы, обозначающие вид верхнего декоративного покрытия автомобиля, например: М — покрытие с эффектом «металлик»; Р — покрытие с перламутровым эффектом; 2с — двухслойное покрытие; Зс — трехслойное покрытие. Отсутствие вышеприведенных символов означает, что данное покрытие обладает насыщенным (или неразбавленным) цветом (solid).

INFO — представлена информация о возможных оттенках цвета, например: В — синий, D — темный, G — зеленый, L — светлый, R — красный, Y — желтый. Символ, изображающий бампер, указывает на то, что цвет является типичным для пластиковых деталей автомобиля.

COLORVARIANTS — приведена ссылка на страницу веера в атласе Colorvariants, если данный цвет автоэмали имеет оттенки. Цветовые атласы Colorvariants представляют собой шесть каталогов веерного типа и содержат цвета автомобильных эмалей, имеющие оттенки (варианты цветов), вызванные как отклонениями от стандарта хранения и технологии изготовления ЛКМ, состоянием оборудования на конвейерной линии, так и различиями между материалами, оборудованием и технологией, применяемыми на двух или более автозаводах, производящих автомобили, которые номинально окрашены ЛКМ одного и того же цвета.

YEAR — указан период времени, в течение которого выпускались автомобили, окрашенные эмалью данного цвета.

СМ90 — приведена ссылка на индекс цветового квадрата в атласе Colormap.

COLORSCALA — указан номер полоски в цветовом атласе Colors-cala, состоящем из двух томов и объединяющем цвета эмалей европейских и азиатских марок автомобилей (страны Европы, Япония и Корея).

SYNT (S); CRYL (С); NOVA (N); BASE (В); FINE (F) — содержится информация технологического характера по подбору ЛКМ для ремонтного окрашивания автомобиля.

В конце каталога Colorlisting имеется раздел, в котором приводится информация о цветах эмалей, используемых для пластиковых деталей кузова автомобиля. Каждая страница разделена на шесть колонок, содержание некоторых из них приведено ниже.

COLORCODES (CAR CODE AKZO CODE) — указаны собственные цветовые коды автоэмалей фирм-производителей автомобилей и соответствующие им AKZO коды. ALL — обозначает все цвета автомобиля данной марки.

MODEL — указана соответствующая модель автомобиля. Одной и той же модели автомобиля могут соответствовать несколько цветов эмалей для окрашивания пластиковых деталей кузова.

PLASTIC PART — приведенные в этой колонке цифры обозначают соответственно: 1 — цвет бампера автомобиля; 2 — цвет спойлера автомобиля; 1/2 — цвет бампера и спойлера автомобиля.

PLASTIC COLOR CODES (PART COLOR CODE и AKZO CODE) — указаны заводские цветовые коды пластиковых деталей кузова автомобиля и соответствующие им AKZO коды. «Body» — означает, что цвет бампера и спойлера автомобиля соответствуют цвету кузова автомобиля.

Цветовая коллекция автоэмалей фирмы «Sikkens» включает в себя дополнительный цветовой атлас Car Color Swatch, выполненный в компактном и удобном для использования виде. Атлас состоит из пяти вееров, в которых представлены в алфавитном порядке образцы цветов автомобилей различных марок, в том числе и цвета отечественных автомобилей («Лада», «Волга», «Москвич»).

Широкое применение в экспертной практике находят коллекции химических волокон, создаваемые в ЭКП ОВД при помощи ЭКЦ МВД РФ и предназначенные для использования при диагностическом исследовании единичных текстильных волокон и иных волокнистых материалов [5]. Данные коллекции систематически пополняются образцами технических волокон, используемых на местных предприятиях (такие, как фильтры, нетканые материалы, упаковочные материалы, технические ткани). В качестве дополнения к коллекции образцов волокон на местах зачастую формируется ее раздел — коллекция образцов сырья, используемого в местной текстильной и швейной промышленности.

В ЭКП ОВД при криминалистическом исследовании материалов документов активно используются справочные коллекции клеящих веществ и средств письма [10].

В коллекцию клеящих веществ в оптимальном случае включаются:

• специальные клеевые композиции, использующиеся при оформлении паспортов и иных документов, выдаваемых органами внутренних дел;

• изделия, выпускаемые Гознаком (марки, денежные бандероли и пр.);

• клеевые и липкие ленты, использующиеся для упаковки промышленных товаров, в том числе продуктов питания;

• липкие ленты бытового назначения, типа «скотч», электроизоляционные материалы;

• клеящие вещества, применяемые местной промышленностью для крепления этикеток;

• канцелярские и универсальные клеи, имеющиеся в продаже;

• клеящиеся вещества, используемые в строительных организациях региона;

• клей, применяемый в почтовых отделениях;

• клеящие вещества, применяемые в типографиях, на полиграфических предприятиях, в тарном производстве;

• конструктивные клеевые композиции, используемые в промышленности (радиоэлектронной, машиностроительной и т.д.);

• клей, применяемый в организациях, обслуживающих население (ремонт одежды, обуви, мебели и пр.);

• клей, изготовляемый на целлюлозно-бумажных, деревообрабатывающих предприятиях;

• образцы крахмала, декстрина, крахмалосодержащих и других углеводосодержащих продуктов;

• гуммиарабик, абрикосовую, вишневую камедь;

• нетрадиционные, узковедомственные клеевые составы, не имеющие широкого распространения;

• образцы изделий кустарного изготовления.

Наряду с натурными образцами, в коллекции имеются также систематизированные основные аналитические показатели веществ, входящих в коллекцию: общая морфология, особенности микроструктуры, цвет, люминесценция, спектры в инфракрасной и ультрафиолетовой областях, растворимость, фазовые превращения при нагревании и пр.

Коллекция средств письма обычно включает в себя четыре группы материалов письма:

• материалы письма, предназначенные для использования в пишущих приборах (пасты для шариковых ручек, чернила канцелярские для авторучек[102], для фломастеров, черная и цветная тушь, стержни графитных, графитно-копировальных и цветных карандашей), краски художественные;

• материалы письма, предназначенные для получения оттисков печатных форм (краски штемпельные[103], красящие вещества для лент знакопечатающих устройств, копировальной бумаги — черной и цветной, полиграфические краски);

• материалы письма, предназначенные для получения изображений электрофотографическим способом (электрофотографические тонеры);

• нетрадиционные материалы письма (специальные краски для маркировки промышленных товаров, бытовые красители для окраски тканей, москательные товары для окраски паркета и иные подобные материалы).

Данная натурная коллекция также сопровождается систематизированными данными о признаках средств письма, выявляемых при их криминалистическом диагностическом исследовании: цвете, микроструктуре, люминесценции, растворимости (копируемости) различными растворителями, картине хроматографического разделения окрашенных и бесцветных компонентов, спектральных характеристиках, составе красителей, пленкообразующих и иных компонентов.

В ЭКЦ МВД России разработана первая версия АИПС — «Рецептура красящих веществ», предназначенная для исследования материалов письма, и подготовлена база данных для созданий 2-й версии АИПС (около 2000 объектов) [2].

В настоящее время в ЭКЦ МВД РФ и РФЦСЭ МЮ РФ на базе постоянно пополняемого информационного фонда, включающего сведения о производстве бумаги (ее ассортименте и предприятиях-изготовителях), признаках, характеризующих продукцию конкретного предприятия, бумаге определенного вида, создана и внедрена в экспертную практику АИПС «Бумага». Она включает в себя базы данных о характеристиках отдельных свойств (показателях) бумаги — цвете, композициях волокнистых компонентов, наполнителях и связующих веществах; базы данных о предприятиях-изготовителях бумаги.

В некоторых подразделениях ведутся коллекции образцов промышленного сырья, выпускаемого и используемого на предприятиях и заводах соответствующего региона [5], например таких, как:

• сырья, применяемого при строительстве — выпускаемого и используемого на предприятиях и заводах региона, образцов полезных ископаемых и строительного сырья, добываемого в местных карьерах;

• образцов бумаги, используемой на местных полиграфических предприятиях и применяемой в технологических процессах;

• образцов веревок и шпагатов, шнуров, киперных лент, клея, применяемого на местных предприятиях и в учреждениях, в том числе почтовых и багажных отделениях.

В ЭКП ОВД, в которых производятся криминалистические исследования ВВ, созданы натурные коллекции наиболее часто используемых взрывчатых веществ. Однако самая полная коллекция натурных образцов взрывчатых веществ, имеющих наибольшее распространение в военном деле и гражданской промышленности (инициирующих, бризантных, метательных ВВ или порохов и ракетных топлив, пиротехнических составов), создана в ЭКЦ МВД России, где также формируется натурная коллекция сравнительных образцов конструкционных материалов боеприпасов, изделий гражданского назначения, содержащих ВВ, изделий специальной полицейской техники и самодельных взрывных устройств [11]. Данные коллекции используются в процессе производства сравнительных экспертных исследований, при обучении экспертов-стажеров основным признакам внешнего и внутреннего строения объектов, а также для проведения научно-исследовательских работ. Сотрудниками Центра в рамках НИР. направленной на совершенствование информационно-методического обеспечения экспертно-криминалистического исследования бризантных ВВ, разработаны и автоматизированные информационно-поисковые системы для информационного обеспечения исследования ВВ, такие, как «Заряд» и «Вещество». В АИПС «Вещество» по состоянию на 2001 г. содержатся данные о 129 бризантных ВВ, а в АИПС «Заряд» — данные о 643 конструктивно оформленных зарядах ВВ.

В ЭКЦ МВД России активно разрабатывается информационное обеспечение криминалистического исследования металлов, сплавов и изделий из них. Так, завершена работа по созданию методик криминалистического исследования таких стратегически важных металлов, как металлы платиновой группы и самородного золота. Для разработки методики исследования металлов платиновой группы [1] в Центре создана натурная коллекция, включающая в себя металлы и сплавы платиновой группы (117 образцов), никель (10 образцов) и кобальт (6 образцов). Образцы металлов аттестованы по концентрации в них 15-20 примесей, сплавов — по содержанию основных компонентов. Данная натурная коллекция активно используется при проведении научно-исследовательских работ и в экспертной практике ЭКЦ МВД России.

Разработана также методика комплексного криминалистического исследования самородного золота с целью определения района его добычи [3] и справочное пособие в двух частях [15, 16], содержащее описание золота по 391 объектам золотоносных провинций России (охвачено около 90% золотых приисков страны). Методика предусматривает гранулометрический и морфологический анализ образцов самородного золота, определение его пробы, определение элементов-примесей в самородном золоте, изучение минеральных ассоциаций и минералов в шлихтовом материале (сопутствующих золоту минералов), а также изучение внутреннего строения самородного золота. Процесс установления конкретного прииска основан на двух элементах: сведениях, полученных в результате экспертного исследования, и базе данных с информационно-поисковой системой, реализованной на базе ПЭВМ.

Автоматизированный поиск по полученным параметрам осуществляется в определенном интервале значений для каждого параметра, который выбран экспериментально, с учетом его изменения в образцах.

Для проведения сравнительных исследований алкогольной продукции в ЭКП ОВД, например в ЭКУ УВД Липецкой области, созданы и успешно действуют коллекции спиртов, производимых на территории Липецкой области, а также коллекции используемых для производства спиртсодержащей продукции на предприятиях области этикеток, акцизных и специальных марок, образцы клея и штемпельной краски, используемые для заводской наклейки этикеток.

Целям информационного обеспечения криминалистического исследования веществ, материалов и изделий служит и работа по созданию автоматизированного рабочего места эксперта-криминалиста материаловеда, на протяжении многих лет проводимая в РФЦСЭ. Так, в 1989 г. (еще во ВНИИСЭ) был разработан программный комплекс «Сигма», который является первой очередью такого АРМ [14]. В его состав входят банки данных по ГСМ, объектам кристаллической природы, наркотическим веществам и блок вычислительных процедур. Как было установлено, оптимальной является следующая структура АРМ эксперта-криминалиста материаловеда: подсистема сбора данных, вычислительный блок, базы данных, генератор текстов и графический блок.

Проводится работа по созданию АРМ «Одежда», призванное повысить производительность и эффективность экспертного исследования одежды, наслоений и повреждений, имеющихся на ней, а также корреспондирующих ей следов с включением математических методов в технологию решения таких экспертно-криминалистических задач, как установление факта контактного взаимодействия комплектов одежды между собой и с иными объектами; реконструкция первоначального вида и целевого назначения предметов одежды по остаткам от сожжения и др. [12, 13].

Разрабатываются важнейшие блоки АРМ «Одежда» — комплекс программ обработки и систематизации эмпирических данных, получаемых экспертом-волокноведом при исследовании одежды, а также АИПС «Волокно» с данными о составе волокон и красителей, информационно-поисковые системы по материалам одежды — тканям, трикотажу, искусственным кожам и др.

Банки данных о свойствах различных объектов криминалистической экспертизы волокнистых материалов и изделий из них (таких, как текстильных волокон, нитей, пряжи и красителей, вырабатываемых на предприятиях региона) создаются и в ведущих судебно-экспертных учреждениях стран СНГ [18]).

5.2. КОЛЛЕКЦИИ РФЦСЭ МЮ

В РФЦСЭ активно функционируют коллекции различных веществ и материалов [7]. Например, в РФЦСЭ МЮ России на протяжении нескольких десятилетий формируется коллекция образцов бумаги, используемая для определения предприятия-изготовителя и типа бумаги. В лаборатории судебно-технической экспертизы документов Центра имеются также образцы школьных тетрадей всех фабрик бывшего СССР. В этой же лаборатории с 1976 г. формируются коллекции различных материалов письма. В бытность существования Советского Союза сотрудниками лаборатории отслеживались изменения в рецептуре, используемой при производстве материалов письма. В последние годы коллекция пополняется и отечественной, и зарубежной продукцией. Данная коллекция используется в ходе диагностических исследований с целью установления типа исследуемого материала письма (родовая принадлежность), времени его изготовления (групповая принадлежность) и соответственно времени, ранее которого реквизит поступившего документа с использованием данного материала письма не мог быть исполнен.

В этой же лаборатории используются база данных по ИК-спектрам основных компонентов паст (смолам) и база данных о составе летучих компонентов паст шариковых ручек, определяемом с использованием метода газо-жидкостной хроматографии.

В РФЦСЭ в настоящее время завершены либо находятся в процессе создания АИ ПС по лакокрасочным материалам и покрытиям («Марка»), взрывчатым веществам, металлам и сплавам, материалам документов («Бумага») и др. Планируется подготовка банков данных и создание АИПС по строительным материалам [6].

Существенным является то, что разрабатываемые в целях криминалистического исследования веществ, материалов и изделий АИПС позволяют специалисту, эксперту не только получать необходимую информацию для интерпретации результатов исследования с точки зрения производственного происхождения сравниваемых объектов, но и определять статистическими методами частоту встречаемости и степень взаимозависимости идентификационных признаков соответствующих объектов.

5.3. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ПОИСКОВАЯ СИСТЕМА ПАСПОРТОВ ЭКСПЕРТНЫХ МЕТОДИК

Как уже отмечалось, элементами информационного обеспечения криминалистического исследования материалов, веществ и изделий выступают не только сведения о свойствах объектов исследования, но и сведения о методах и методиках, которые могут быть применены для решения соответствующих задач.

С 1997 г. под эгидой Федерального межведомственного координационного методического совета по проблемам экспертных исследований, куда входят МВД, МЮ, ФСБ, Верховный суд, Генеральная прокуратура и Таможенный комитет России, специалистами ЭКЦ МВД РФ, РФЦСЭ МВД РФ и ведущего судебно-экспертного учреждения ФСБ России выполняется работа по паспортизации методик экспертного исследования, которая находится на завершающем этапе (паспортизация методик криминалистического исследования веществ, материалов и изделий уже завершена). Сотрудники указанных ведущих научно-практических судебно-экспертных учреждений приступили к следующему этапу — созданию автоматизированной информационно-поисковой системы паспортов экспертных методик, содержащих их подробное описание. Данная АИПС, с одной стороны, позволит экспертам с учетом специфики поступивших на экспертизу объектов и поставленных задач выбрать среди множества различных методик оптимальную, апробированную и утвержденную указанным Советом и, с другой стороны, облегчит следователям, судам оценку выполненных по делу экспертиз.

Разработка указанной АИПС касается уже устоявшихся, всесторонне апробированных методик экспертного исследования, применимых к объектам, ставшим традиционными. Однако эксперты нередко сталкиваются с необходимостью исследования нетрадиционных объектов с целью решения традиционных задач либо с необходимостью решения необычных задач применительно к привычным объектам. Опытные эксперты в таких ситуациях зачастую выполняют уникальные экспертизы, модифицируя обычную методику, либо применительно к объектам конкретной экспертизы по конкретному уголовному делу создавая принципиально новую, иногда используя при этом нетрадиционные методы исследования[104]. Тщательный анализ подобных экспертиз, обобщение опыта их производства является основой для совершенствования методики экспертизы определенного рода и вида. Этой цели служат периодически выпускаемые ведущими научно-практическими СЭУ различных ведомств обзоры практики производства экспертиз конкретного рода, в которых, наряду с анализом недостатков организационного и методического характера, приводятся примеры успешного производства уникальных экспертиз.